硒化Rhizobium sp.N613胞外多糖的制备及其生物活性研究

继核酸、蛋白质生物学研究之后,多糖生物学已成为当代又一大热点研究学科,不仅理论上有重大突破,而且应用上也取得了很大进展。目前,已获得多种生物活性多糖,其中一些多糖已显示出较好的医疗功效和临床应用价值。然而,来自自然界的多糖在理化性质和生物活性方面常常不尽人意,有待改善结构与提高功效。改造多糖结构与性质的方法有多种,分子修饰就是其中最为有效快捷的方法之一。迄今为止,已有磺酰化、硫酸化、羧甲基化、硒化等方法用作多糖修饰技术,取得了较大进展。 本实验室在研发Rhizobium sp. N613胞外多糖(REPS,35kD)的基础上,应用微波辐照氧化降解技术获得了一种小分子Rhizobium sp. N613胞外多糖(LREPS,10.352kD)。LREPS较REPS在理化性质与生物活性方面均有所改善。 本文拟在氯化钡催化作用下,用亚硒酸对小分子Rhizobium sp.N613胞外多糖(LREPS)进行分子修饰,合成硒化小分子Rhizobium sp.N613胞外多糖(Se-LREPS),以期获得一种新型高效低毒抗癌制剂。通过响应面试验考察了亚硒酸浓度、LREPS浓度、氯化钡用量、反应时间及反应温度等因素对Se-LREPS制备的影响,并优化了该多糖的制备工艺条件。最佳制备工艺条件为：亚硒酸浓度为24mg/mL; LREPS为19.3mg/mL;氯化钡浓度18.4mg/mL;反应时间7.2h；反应温度69°C。在此条件下,Se-LREPS的硒含量达到790μg/g。紫外、红外光谱表征Se-LREPS分子结构,证明Se-LREPS中含有亚硒酸酯的Se=O双键特征性吸收峰,说明制备硒化LREPS取得成功。通过对LREPS的理化性质的测定,结果显示,LREPS与Se-LREPS相比,溶解度由15.56g/L增至18.69g/L,特性粘数由348.31mL/g降至280.52mL/g。 在抗氧化活性的研究中,主要测定了LREPS和Se-LREPS的还原力、羟自由基和超氧阴离子的清除能力以及抑制肝脏脂质过氧化的能力。结果表明,Se-LREPS在还原力、羟自由基和超氧阴离子的清除能力以及抑制肝脏脂质过氧化等方面较LREPS均有明显提高。 体内外抗肿瘤试验结果均表明Se-LREPS较原LREPS的抑瘤效果显著改善。体外试验结果表明Se-LREPS对S180细胞、小鼠肝癌H22细胞以及人肝癌HepG2细胞的最大抑制率分别达到了58.69%、69.39%、67.13%。体内试验结果表明Se-LREPS对S180荷瘤小鼠的最大抑瘤率达到了55.6%,对鼠肝癌H22荷瘤小鼠的最大抑瘤率达到了62.5%。 综上所述,本文探索了LREPS的硒化条件,建立了Se-LREPS的合成新工艺,开发出一种硒化多糖新产品。经理化性质与生物活性检测,Se-LREPS较LREPS,不仅溶解度增加、特性粘数降低而且抗氧化活性和抗肿瘤活性也得到了明显改善。本文研究为Se-LREPS的生产和应用奠定了基础。